JP4327378B2 - Open / close rotary joint - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工作機械等のスピンドル内を通してクーラント液等の流体を供給する際に、流体供給系とスピンドルとの接続部に配設される流体継手としての開閉型ロータリジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の開閉型ロータリジョイントは、固定側本体部材と、この固定側本体部材に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシートが流体圧により進出してロータに突き合された状態で、フローティングシートに形成した中間流路を介して固定側本体部材の一次側流路とロータの二次側流路が連通し、フローティングシートが後退してロータから離反した状態で一次側流路とロータの二次側流路が分断するように形成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような開閉型ロータリジョイントにおいて、最も多いトラブルの事例として、この開閉型ロータリジョイントを備えた工作機械等が長期休暇等で停止期間が長く続いた後の最初の稼動時であって、特に、フローティングシートのシール部にセラミックシールを用いたような場合、このセラミックシールが破損することがある。
工作機等を休止させる場合、開閉型ロータリジョイントは、フローティングシートを進出させてロータに突き合せた状態にしておくもので、このとき、流体としてのクーラント液が乾燥すると同時にフローティングシートとロータのシール面が固着してしまう。
このような状態で、工作機械等の稼動により開閉型ロータリジョイントが作動すると、シール面の乾燥に伴なう潤滑不良によってセラミックシールが焼き付きやヒートクラック等により破損すると考えられる。
そこで、工作機等を始動させる前に、フローティングシートを後退させて、シール面を離反させた初期状態（デフォルト状態）に戻す必要がある。
【０００４】
従来では、スプリングによりフローティングシートを後退させて初期状態に戻す構造にはなっているが、工作機械等の停止期間が長く続いた場合には、問題とされるクーラント液の乾燥がスプリングにも影響し、固着や錆付きが生じるなどの理由でスプリングに作動不良が生じ、スプリングの役割を果たせず、フローティングシートを初期状態に戻すことができない事態が生じてしまうといった問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような従来の問題点を解決するためになされたもので、確実にフローティングシートを初期状態に戻すことができるようにした開閉型ロータリジョイントを提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項１）は、
固定側本体部材と、この固定側本体部材に形成した一次側流路内に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシート内には一次側流路に連通する中間流路が形成されると共に先端に第１シール面が設けられ、ロータ内には二次側流路が形成されると共に先端に第２シール面が設けられ、フローティングシートが流体圧により進出して第１シール面を第２シール面に突き合わせた状態で中間流路を介して一次側流路と二次側流路とが連通し、フローティングシートが後退して第１シール面が第２シール面から離反した状態で一次側流路と二次側流路が分断するように形成されている開閉型ロータリジョイントにおいて、
フローティングシートを後退させる方向に空気圧を作用させるエア供給装置が設けられ、このエア供給装置による空気圧で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されている構成とした。
【０００７】
尚、この開閉型ロータリジョイント（請求項１）において、エア供給装置による空気圧を調整することで、第１シール面を第２シール面に突き合せたときのシール面圧を調整できるように形成されている態様（請求項３）がある。
【０００８】
又、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項２）は、
固定側本体部材と、この固定側本体部材に形成した一次側流路内に軸部を摺動可能に嵌合させたフローティングシートと、このフローティングシートに対向配置されたロータを備え、フローティングシート内には一次側流路に連通する中間流路が形成されると共に先端に第１シール面が設けられ、ロータ内には二次側流路が形成されると共に先端に第２シール面が設けられ、フローティングシートが流体圧により進出して第１シール面を第２シール面に突き合わせた状態で中間流路を介して一次側流路と二次側流路とが連通し、フローティングシートが後退して第１シール面が第２シール面から離反した状態で一次側流路と二次側流路が分断するように形成されている開閉型ロータリジョイントにおいて、 前記フローティングシートの軸部が磁性体で形成され、この軸部を囲むようにコイルが取り付けられ、このコイルに通電することにより生じる電磁力によって前記フローティングシートを後退させる方向に力を作用させる電磁力装置が設けられ、この電磁力装置による電磁力で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されている構成とした。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。尚、本発明の具体的な構成は以下の実施の形態に限定されることはない。
図１は本発明の実施の第１形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
【００１０】
この開閉型ロータリジョイントの基本的構造は、固定側本体部材１と、フローティングシート２と、工作機械等のスピンドル（図示省略）の端部にフローティングシート２に対向するように配置されたロータ３を備えている。
前記固定側本体部材１内には、図示省略した流体供給装置（例えば、クーラント液供給装置）に連通する一次側流路１０が形成され、この一次側流路１０の端部にフローティングシート２の軸部２１が軸方向に摺動可能に嵌合されて、フローティングシート２内に形成した中間流路２０が一次側流路１０に連通している。
そして、流体の供給に伴なう流体圧力Ｐを受けてフローティングシート２が力Ｆ＝Ｐ×Ｓ［ここでＳ＝（Ｄ２−Ｄ１２）π／４］により図中右方向に進出して、先端に形成した第１シール面２２がロータ３の先端に形成した第２シール面３１に突き合された状態で、フローティングシート２の中間流路２０とロータ３内に形成した二次側流路３０が連通する。
又、流体の供給停止に伴なう流体圧の解除によりフローティングシート２が図中左方向に後退して、第１シール面２２が第２シール面３１から離反した状態で中間流路２０と二次側流路３０が分断するように形成されている。
【００１１】
即ち、一次側流路１０から二次側流路３０に流体（例えば、クーラント液）を供給するに際し、流体が一次側流路１０から中間流路２０に流入してくると、その流体圧Ｐを受けてフローティングシート２が力Ｆによって図中右方向に進出して、第１シール面２２と第２シール面３１とが突き合され、この状態で中間流路２０を介して一次側流路１０と二次側流路３０が連通する。
又、流体の供給を停止すると、フローティングシート２への流体圧Ｐが解除されるため、フローティングシート２が図中左方向に後退して、第１シール面２２が第２シール面３１から離反し、この状態で一次側流路１０と二次側流路３０が分断する。
【００１２】
尚、フローティングシート２の先端には、セラミックにより形成されたセラミックシール２３が取り付けられ、このセラミックシール２３の先端面が第１シール面２２に形成されているが、フローティングシート２の先端面及びロータ３の先端面にメカニカルシールを取り付けて、このメカニカルシールによってフローティングシート２とロータ３との付き合わせ面をシールさせるようにしてもよい。
【００１３】
又、この開閉型ロータリジョイントには、フローティングシート２を後退させる方向に空気圧Ｐ１を作用させるエア供給装置４が設けられている。
この場合、固定側本体部材１の端面に取り付けたベース部材４１に空気流路４２を形成し、一方、フローティングシート２の軸部２１に、前記空気流路４２からの空気圧Ｐ１を受けるための受圧面４３を段部によって形成することで、エアシリンダ構造のようなエア供給装置４に形成されている。
【００１４】
従って、エア供給装置４による空気圧Ｐ１が空気流路４２を経てフローティングシート２の受圧面４３に作用することを受けてフローティングシート２に力Ｆ１＝Ｐ１×Ｓ１［ここでＳ１＝（Ｄ２−Ｄ２２）π／４］が加わることから、第１シール面２２を第２シール面３１から強制的に離反させた初期状態（デフォルト状態）に後退させることが可能になる。
【００１５】
又、このエア供給装置４には、空気圧調整装置（図示せず）が設けられている。従って、フローティングシート２をクーラント液の供給がなされていない初期状態（デフォルト状態）に後退させる場合は、フローティングシート２に加わる力Ｆ１がＯリング２４の摺動抵抗＋シール面２２，３１の固着力よりも大きくなるように空気圧Ｐ１を設定することになる。
【００１６】
又、工作機械の通常運転時においても、使用する流体の流体圧が高圧の場合には、第１シール面２２と第２シール面３１とのシール面圧が非常に高くなり、焼き付きの原因になることがある。
このような場合には、空気圧Ｐ１によりフローティングシート２に加わる力Ｆ１を、流体圧Ｐによってフローティングシート２に加わっている力Ｆよりも大きく設定（Ｆ＜Ｆ１）した状態でエア供給装置４を作動させることができるようになっている。
このように、Ｆ＜Ｆ１の状態でエア供給装置４を作動させれば、第１シール面２２と第２シール面３１との間に僅少のクリアランスが保持されるため、若干の液漏れが生じるものの、このクリアランスにより第１シール面２２と第２シール面３１との間の潤滑が確保され、焼き付きを防止することができる。
【００１７】
次に、図２は本発明の実施の第２形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
この開閉型ロータリジョイントは、フローティングシート２を、第１シール面２２を第２シール面３１から強制的に離反させた初期状態（デフォルト状態）に後退させる手段として、電磁力装置５が設けられている。
この場合、フローティングシート２の軸部２１を磁性体で形成し、この軸部２１を囲むように、固定側本体部材１の一次側流路１０の内周面にカラー５１を介してコイル５０を取り付け、このコイル５０に通電することにより生じる電磁力によってフローティングシート２を後退（図中左方向）させ、初期状態（デフォルト状態）に戻すことができるようになっている。
尚、この開閉型ロータリジョイントの基本的構造は、前記実施の第１形態と同様である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項１、請求項２）にあっては、この開閉型ロータリジョイントを備えた工作機械等が長期休暇等で停止期間が長く続いた後の最初の稼動時等において、空気圧又は電磁力によって確実にフローティングシートを初期状態に戻すことができる。
従って、シール部、特にセラミックシールを用いたときの潤滑不良による破損といったトラブルを防止することができる。
【００１９】
又、本発明の開閉型ロータリジョイント（請求項３）にあっては、エア供給装置による空気圧を調整して、第１シール面と第２シール面とのシール面圧を調整できるように形成されているため、第１シール面と第２シール面との間に僅少のクリアランスを保持させることが可能なる。
従って、このクリアランスにより第１シール面と第２シール面との間の潤滑を確保でき、焼き付きを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態であって、開閉型ロータリジョイントを示す断面図である。
【符号の説明】
１ 固定側本体部材
１０ 一次側流路
２ フローティングシート
２０ 中間流路
２１ 軸部
２２ 第１シール面
２３ セラミックシール
３ ロータ
３０ 二次側流路
３１ 第２シール面
４ エア供給装置
４１ ベース部材
４２ 空気流路
４３ 受圧面
５ 電磁力装置
５０ コイル
５１ カラー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an open / close rotary joint as a fluid coupling disposed at a connection portion between a fluid supply system and a spindle when supplying a fluid such as a coolant through a spindle of a machine tool or the like.
[0002]
[Prior art]
A conventional open / close type rotary joint includes a fixed-side main body member, a floating sheet in which a shaft portion is slidably fitted to the fixed-side main body member, and a rotor disposed to face the floating sheet. With the fluid pressure advancing and butting against the rotor, the primary flow path of the stationary body member and the secondary flow path of the rotor communicate with each other through the intermediate flow path formed in the floating sheet, The primary side flow path and the secondary side flow path of the rotor are formed so as to be separated in a state of being retracted and separated from the rotor.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In such an open / close type rotary joint, as an example of the most trouble, the machine tool etc. equipped with this open / close type rotary joint is at the first operation after a long stoppage due to a long vacation, etc. When a ceramic seal is used for the seal portion of the floating sheet, the ceramic seal may be damaged.
When a machine tool or the like is suspended, the open / close rotary joint is a state in which the floating sheet is advanced and kept in contact with the rotor. At this time, the coolant as the fluid dries and at the same time seals the floating sheet and the rotor. The surface will stick.
In such a state, when the open / close rotary joint is operated by the operation of a machine tool or the like, it is considered that the ceramic seal is damaged due to seizure, heat crack, or the like due to poor lubrication accompanying the drying of the seal surface.
Therefore, before starting the machine tool or the like, it is necessary to return the floating sheet to the initial state (default state) in which the seal surface is separated.
[0004]
Conventionally, the floating seat is retracted by a spring to return it to its initial state. However, if the machine tool is stopped for a long period of time, drying of the coolant, which is a problem, affects the spring. However, there is a problem that malfunction of the spring occurs due to reasons such as sticking or rusting, and the floating sheet cannot be returned to the initial state without playing the role of the spring.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an open / close type rotary joint that can reliably return the floating seat to the initial state.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the open / close rotary joint of the present invention (Claim 1)
A fixed-side main body member, a floating sheet in which a shaft portion is slidably fitted in a primary-side flow path formed in the fixed-side main body member, and a rotor disposed so as to face the floating sheet. Has an intermediate flow path communicating with the primary flow path and a first seal surface at the tip, a secondary flow path is formed in the rotor and a second seal surface is provided at the tip. The floating sheet is advanced by the fluid pressure, and the primary flow path and the secondary flow path communicate with each other through the intermediate flow path in a state where the first seal surface is in contact with the second seal surface, and the floating sheet moves backward. In the open / close rotary joint formed so that the primary flow path and the secondary flow path are separated in a state where the first seal surface is separated from the second seal surface,
An air supply device is provided that applies air pressure in a direction in which the floating sheet is retracted. With the air pressure by the air supply device, the first seal surface is moved from the state in which the floating sheet is abutted against the second seal surface. It was set as the structure currently formed so that it could be made to retreat to the initial state separated from the 2nd seal surface.
[0007]
In this open / close type rotary joint (Claim 1), the seal surface pressure when the first seal surface is abutted against the second seal surface can be adjusted by adjusting the air pressure by the air supply device. There is a mode (Claim 3).
[0008]
The open / close rotary joint of the present invention (Claim 2)
A fixed-side main body member, a floating sheet in which a shaft portion is slidably fitted in a primary-side flow path formed in the fixed-side main body member, and a rotor disposed so as to face the floating sheet. Has an intermediate flow path communicating with the primary flow path and a first seal surface at the tip, a secondary flow path is formed in the rotor and a second seal surface is provided at the tip. The floating sheet is advanced by the fluid pressure, and the primary flow path and the secondary flow path communicate with each other through the intermediate flow path in a state where the first seal surface is in contact with the second seal surface, and the floating sheet moves backward. the first seal face in close type rotary joint which is formed as the primary channel and the secondary-side flow path while away from the second sealing surface is separated, the shaft portion of the floating sheet is Te Formed by sexual body, the shaft portion is attached coil to surround the electromagnetic force device applying a force in a direction to retract the floating sheet is provided by the electromagnetic force generated by energizing the coil, the electromagnetic The floating sheet is formed by electromagnetic force generated by a force device so that the floating sheet can be retracted from the state in which the first seal surface is abutted against the second seal surface to the initial state in which the first seal surface is separated from the second seal surface. It was set as the structure.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The specific configuration of the present invention is not limited to the following embodiment.
FIG. 1 is a sectional view showing an open / close rotary joint according to a first embodiment of the present invention.
[0010]
The basic structure of this open / close rotary joint is that a fixed-side main body member 1, a floating sheet 2, and a
A primary
Then, in response to the fluid pressure P accompanying the fluid supply, the floating sheet 2 advances to the right in the figure by the force F = P × S [where S = (D 2 −D 1 2 ) π / 4]. The secondary side flow formed in the
Further, the release of the fluid pressure accompanying the stop of the fluid supply causes the floating sheet 2 to move backward in the left direction in the figure, and the
[0011]
That is, when a fluid (for example, a coolant liquid) is supplied from the
Further, when the supply of fluid is stopped, the fluid pressure P to the floating sheet 2 is released, so that the floating sheet 2 moves backward in the left direction in the figure, and the
[0012]
A
[0013]
Further, the open / close rotary joint is provided with an air supply device 4 for applying an air pressure P1 in a direction in which the floating seat 2 is moved backward.
In this case, the
[0014]
Therefore, the force F1 = P1 × S1 [where S1 = (D 2 −D2) is applied to the floating sheet 2 in response to the air pressure P1 from the air supply device 4 acting on the
[0015]
The air supply device 4 is provided with an air pressure adjusting device (not shown). Therefore, when the floating sheet 2 is moved back to the initial state (default state) where the coolant liquid is not supplied, the force F1 applied to the floating sheet 2 is the sliding resistance of the O-
[0016]
Even during normal operation of the machine tool, when the fluid pressure of the fluid used is high, the seal surface pressure between the
In such a case, the air supply device 4 is operated in a state where the force F1 applied to the floating sheet 2 by the air pressure P1 is set larger than the force F applied to the floating sheet 2 by the fluid pressure P (F <F1). It can be made to.
As described above, if the air supply device 4 is operated in a state of F <F1, a slight clearance is maintained between the
[0017]
Next, FIG. 2 is a sectional view showing an open / close rotary joint according to a second embodiment of the present invention.
This open / close rotary joint is provided with an electromagnetic force device 5 as means for retracting the floating seat 2 to an initial state (default state) in which the
In this case, the
The basic structure of the open / close rotary joint is the same as that of the first embodiment.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, in the open / close type rotary joint according to the present invention (Claims 1 and 2), the machine tool equipped with the open / close type rotary joint has a long stoppage due to a long holiday or the like. The floating sheet can be reliably returned to the initial state by air pressure or electromagnetic force at the time of the first operation afterwards.
Therefore, troubles such as breakage due to poor lubrication when using a seal portion, particularly a ceramic seal, can be prevented.
[0019]
The open / close rotary joint of the present invention (Claim 3) is formed so that the air pressure by the air supply device can be adjusted to adjust the seal surface pressure between the first seal surface and the second seal surface. Therefore, a slight clearance can be maintained between the first seal surface and the second seal surface.
Therefore, the clearance between the first seal surface and the second seal surface can be ensured by this clearance, and seizure can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an open / close rotary joint according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing an open / close rotary joint according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed side
Claims (3)
フローティングシートを後退させる方向に空気圧を作用させるエア供給装置が設けられ、このエア供給装置による空気圧で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されていることを特徴とした開閉型ロータリジョイント。A fixed-side main body member, a floating sheet in which a shaft portion is slidably fitted in a primary-side flow path formed in the fixed-side main body member, and a rotor disposed so as to face the floating sheet. Has an intermediate flow path communicating with the primary flow path and a first seal surface at the tip, a secondary flow path is formed in the rotor and a second seal surface is provided at the tip. The floating sheet is advanced by the fluid pressure, and the primary flow path and the secondary flow path communicate with each other through the intermediate flow path in a state where the first seal surface is in contact with the second seal surface, and the floating sheet moves backward. In the open / close rotary joint formed so that the primary flow path and the secondary flow path are separated in a state where the first seal surface is separated from the second seal surface,
An air supply device is provided that applies air pressure in a direction in which the floating sheet is retracted. With the air pressure by the air supply device, the first seal surface is moved from the state in which the floating sheet is abutted against the second seal surface. An open / close rotary joint characterized by being formed so as to be retracted to an initial state separated from the second seal surface.
前記フローティングシートの軸部が磁性体で形成され、この軸部を囲むようにコイルが取り付けられ、このコイルに通電することにより生じる電磁力によって前記フローティングシートを後退させる方向に力を作用させる電磁力装置が設けられ、この電磁力装置による電磁力で、フローティングシートを、第１シール面を第２シール面に突き合せた状態から第１シール面を第２シール面から離反させた初期状態に後退させることができるように形成されていることを特徴とした開閉型ロータリジョイント。A fixed-side main body member, a floating sheet in which a shaft portion is slidably fitted in a primary-side flow path formed in the fixed-side main body member, and a rotor disposed so as to face the floating sheet. Has an intermediate flow path communicating with the primary flow path and a first seal surface at the tip, a secondary flow path is formed in the rotor and a second seal surface is provided at the tip. The floating sheet is advanced by the fluid pressure, and the primary flow path and the secondary flow path communicate with each other through the intermediate flow path in a state where the first seal surface is in contact with the second seal surface, and the floating sheet moves backward. In the open / close rotary joint formed so that the primary flow path and the secondary flow path are separated in a state where the first seal surface is separated from the second seal surface,
An electromagnetic force in which a shaft portion of the floating sheet is formed of a magnetic material, a coil is attached so as to surround the shaft portion, and a force is applied in a direction to retract the floating sheet by an electromagnetic force generated by energizing the coil. A device is provided, and the electromagnetic force generated by the electromagnetic force device retracts the floating sheet from a state in which the first seal surface is abutted against the second seal surface to an initial state in which the first seal surface is separated from the second seal surface. An open / close rotary joint characterized in that it is formed so as to be able to be made.
エア供給装置による空気圧を調整することで、第１シール面を第２シール面に突き合せたときのシール面圧を調整できるように形成されている開閉型ロータリジョイント。In the open / close rotary joint according to claim 1,
An open / close rotary joint formed so as to adjust a seal surface pressure when the first seal surface is abutted against the second seal surface by adjusting the air pressure by the air supply device.
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